矮牵牛AGL6同源基因pMADS4在矮牵牛异位表达的表型分析

摘要

矮牵牛为花器官发育研究的模式植物之一，也是重要的观赏花卉。矮牵牛因比较容易再生，组织与细胞操作技术简单，生活周期短，遗传背景清晰，又是一种重要花卉而成为转基因的模式植物。
　　 以离体培养的矮牵牛花芽作为材料，利用RT-PCR方法从矮牵牛(Petuniahybrida)中克隆了MADS盒基因pMADS4，该基因长度为910bp，含有一个开放阅读框，编码253个氨基酸残基组成的蛋白，具有典型的植物MADS盒基因的结构。通过蛋白序列分析，该蛋白序列与玉米(Zeamays)ZAG3、麻竹(Dendrocalamus latiflorus)D1MADS18和拟南芥(Arabidopsis thaliana)AGL6的同源性分别为64％、64％和61％，说明pMADS4是AGL6在矮牵牛中的同源基因，推测它们具有相似的功能，可能都促进开花并且调节花器官形成。通过蛋白预测说明pMADS4蛋白以同源或异源二聚体的形式存在，具有结合DNA的功能。
　　 然后通过对矮牵牛遗传转化，RT-PCR检测验证转基因植株以及分析转化植株表型和离体条件下的形态发生，以确定矮牵牛AGL6同源基因pMADS4的功能。对于产生花瓣状叶片的转基因植株，我们利用在矮牵牛花冠和雄蕊特异表达的基因FBP1检测该基因在转基因植株中的表达情况。
　　 1.从转基因表型来看，在盆栽或离体条件下，转基因植株均提早开花:过量表达矮牵牛AGL6同源基因pMADS4的矮牵牛植株开花时间较野生型提前;在离体条件下，矮牵牛转化植株开花时间极度提早，在芽体阶段即出现花结构。以上说明矮牵牛AGL6同源基因pMADS4具有花分生组织特性，参与植株开花时间。
　　 2.在离体条件下，单一矮牵牛AGL6同源基因pMADS4的遗传转化出现了叶片转化为花瓣的现象。以上现象说明，矮牵牛AGL6同源基因pMADS4实现叶片和花器官的同源转化。但是，花器官间均没有出现同源转化。说明矮牵牛AGL6同源基因pMADS4具有花器官特性决定的功能。
　　 3.转基因矮牵牛植株的花器官发育不正常，导致胚珠败育而造成植株结实能力严重下降。以上表现说明，矮牵牛AGL6同源基因pMADS4参与了花器官和胚珠的发育，具有影响花器官和胚珠发育的功能。

目录

声明

摘要

1 引言

1．1 影响植物从营养生长到生殖生长转变的信号途径

1．1．1 光周期反应途径

1．1．2 春化反应途径

1．1．3 自主反应途径

1．1．4 赤霉素(GA)反应途径

1．1．5 各途径间的相互作用

1．1．6 开花时机基因控制花分生组织特性基因的机制

1．2 花器官发育的ABC模型及其修正

1．2．1 ABC模型

1．2．2 参与花器官分化的其它基因

1．3 植物的AGL6类基因功能的研究

1．3．1 AGL6类基因控制开花时间

1．3．2 参与叶与花器官之间的转化

1．3．3 参与花器官和胚珠的发育

1．4 本研究的目的和意义

2 材料与方法

2．1 实验材料

2．1．1 植物材料

2．1．2 菌株和质粒

2．1．3 酶和生化试剂

2．1．4 PCR引物

2．2 实验方法

2．2．1 提取花分生组织总RNA

2．2．2 cDNA的合成

2．2．3 目的基因的克隆

2．2．4 克隆载体的构建

2．2．5 表达载体的构建

2．2．6 农杆菌介导的矮牵牛遗传转化

2．2．7 转基因植株的检测和表型分析

3．结果与分析

3．1 超表达矮牵牛AGL6同源基因pMADS4植株的RT-PCR检测

3．2 矮牵牛AGL6同源基因pMADS4序列分析

3．3 超表达矮牵牛AGL6同源基因pMADS4离体培养条件下的形态变化

3．4 超表达矮牵牛AGL6同源基因pMADS4植株的发育和表型变化

4．讨论

4．1 矮牵牛AGL6同源基因pMADS4调节开花时间

4．2 超表达矮牵牛AGL6同源基因pMADS4实现了叶与花器官之间同源转化

4．3 超表达矮牵牛AGL6同源基因pMADS4降低矮牵牛的结实能力

4．4 矮牵牛AGL6同源基因pMADS4属于AGL6-like分支

5 结论

5．1 pMADS4具有花分生组织特性决定的功能

5．2 pMADS4具有花器官特性决定的功能

5．3 pMADS4影响花器官和胚珠的发育

5．4 pMADS4划为AGL6组

参考文献

附录

致谢

攻读硕士学位期间发表论文情况